JP2019138241A - テールパイプ構造 - Google Patents

Abstract

【課題】コストの高騰や美観の悪化を招くことなく、簡易な構造変更によりテールパイプから排出される排気ガスを効果的に温度低下させ得るテールパイプ構造を提供する。【解決手段】テールパイプ１の出口３の手前に、排気ガス４を直線状に導く助走部５と、該助走部５の直後で屈曲して前記テールパイプ１の出口３を前記助走部５の軸心方向と直交する向きに開口せしめる屈曲部６とを備え、前記テールパイプ１の出口３を前記助走部５の軸心方向に向け該助走部５の直径ｘより長く拡張する。【選択図】図３

Description

本発明は、テールパイプ構造に関するものである。

例えば、近年におけるディーゼルエンジンにあっては、酸素共存下でも選択的にＮＯx（窒素酸化物）を還元剤と反応させる性質を備えた選択還元型触媒を排気系の途中に装備し、その上流側に必要量の還元剤を添加して該還元剤を選択還元型触媒上で排気ガス中のＮＯxと還元反応させ、これによりＮＯxの排出濃度を低減し得るようにしたものがある。

他方、プラント等における工業的な排煙脱硝処理の分野では、還元剤にアンモニア（ＮＨ₃）を用いてＮＯxを還元浄化する手法の有効性が既に広く知られているところであるが、自動車の場合には、アンモニアそのものを搭載して走行することに関し安全確保が困難であるため、毒性のない尿素水を選択還元型触媒の還元剤として使用するようにしている。

即ち、尿素水を選択還元型触媒の上流側で排気ガス中に添加すれば、該排気ガスの熱によって尿素水が次式によりアンモニアと炭酸ガスに加水分解され、選択還元型触媒上で排気ガス中のＮＯxがアンモニアにより良好に還元浄化されることになる。
［化１］
（ＮＨ₂）₂ＣＯ＋Ｈ₂Ｏ→２ＮＨ₃＋ＣＯ₂

ここでは選択還元型触媒を一例として説明したが、選択還元型触媒以外にも各種の後処理装置において所定の活性温度が必要となることは共通しており、必要な活性温度が得られないような運転状況下では、排気昇温モードに切り替えて排気温度を積極的に高める措置が取られるようになってきている。

尚、本発明に関連する先行技術文献情報としては下記の特許文献１等がある。

特開２００４−１１５２１号公報

しかしながら、排気温度を積極的に高める措置が取られることでテールパイプから排出される排気ガスの温度が従来よりも高くなってきており、これまでも、対人、対地、対物の熱害が引き起こされないようテールパイプの出口の位置や角度が調整されてきたが、それだけでは十分に対応できなくなってきている。

また、上記の特許文献１等においては、テールパイプの出口に排気用熱ガードを装備することも提案されているが、このような排気用熱ガードの装備は、構造の複雑化を招いてコストを高騰させてしまうという課題があり、見た目からしても美観を大きく損なう虞れがあった。

本発明は上述の実情に鑑みてなしたもので、コストの高騰や美観の悪化を招くことなく、簡易な構造変更によりテールパイプから排出される排気ガスを効果的に温度低下させ得るテールパイプ構造を提供することを目的とする。

本発明は、テールパイプの出口の手前に、排気ガスを直線状に導く助走部と、該助走部の直後で屈曲して前記テールパイプの出口を前記助走部の軸心方向と直交する向きに開口せしめる屈曲部とを備え、前記テールパイプの出口を前記助走部の軸心方向に向け該助走部の直径より長く拡張したことを特徴とするテールパイプ構造、に係るものである。

而して、このようにすれば、テールパイプの出口の手前で助走部により直線状に導かれて直進する排気ガスの流れが屈曲部にて急激に向きを変えられ、これにより前記屈曲部における曲がり方向内側で排気ガスの流れが流路壁面から剥離して圧力降下が起こり、ここに負圧領域が形成されて該負圧領域寄りの前記テールパイプの出口から外気が吸引される結果、該テールパイプの出口から排出される排気ガスの温度が常温の外気との混合により大幅に下げられる。

更に、本発明においては、屈曲部の曲がり方向内側に、外気を取り込む開口部が形成されていても良く、この開口部は、穴により形成されていても、スリットにより形成されていても良い。

このようにした場合、排気ガスの流れが流路壁面から剥離して圧力降下が最も顕著に起こる部位に開口部が形成され、該開口部を通して外気が効果的にテールパイプ内に吸い込まれ、該テールパイプの出口より少し上流から外気の混合が開始される結果、排気ガスをより確実に温度低下させることが可能となる。

上記した本発明のテールパイプ構造によれば、下記の如き種々の優れた効果を奏し得る。

（Ｉ）本発明の請求項１に記載の発明によれば、テールパイプの出口の手前に助走部と屈曲部とを形成し且つ前記出口を拡幅するだけの非常に簡易な構造変更により、前記テールパイプの出口から排出される排気ガスを効果的に温度低下させることができ、しかも、従来の排気用熱ガードの如き付属物を装備することなくシンプルな構造を維持することができてコストの高騰や美観の悪化を未然に回避することができる。

（ＩＩ）本発明の請求項２、３、４に記載の発明によれば、排気ガスの流れが流路壁面から剥離して圧力降下が最も顕著に起こる部位に形成した開口部を通し外気を効果的にテールパイプ内に吸引することができ、これによりテールパイプの出口より少し上流から外気の混合を開始させることができるので、前記テールパイプの出口から排出される排気ガスをより確実に温度低下させることができる。

本発明を実施する形態の一例を示す概略図である。 図１のＩＩ−ＩＩ方向の矢視図である。 図２の要部の詳細を示す断面図である。 本発明の別の形態例を示す断面図である。 本発明の更に別の形態例を示す断面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。

図１〜図３は本発明を実施する形態の一例を示すもので、図中１は排気系の下流側に装備されたマフラ２から張り出すテールパイプを示し、該テールパイプ１の出口３の手前に、排気ガス４を直線状に導く助走部５と、該助走部５の直後で屈曲して前記テールパイプ１の出口３を前記助走部５の軸心方向と直交する向きに開口せしめる屈曲部６とが形成されており、前記テールパイプ１の出口３が前記助走部５の軸心方向に向け該助走部５の直径ｘより長く拡張されている。

ここで、前記テールパイプ１の出口３は、前記助走部５の軸心方向に延びる長円形を成しており、その長径が前記助走部５の直径ｘより長く且つその短径は前記助走部５の直径ｘと略同等に維持されていて、前記テールパイプ１の出口３の開口面積が前記助走部５の流路断面積よりも大きく確保されている。

ただし、前記テールパイプ１の出口３は、必ずしも長円形とすることに限られず、前記助走部５の軸心方向に長く延びる三角形状に形成することもでき、このようにした場合は、前記屈曲部６の曲がり方向外側に三角形の頂点が配置されるように横長に形成し、前記屈曲部６の曲がり方向内側に向けて開口面積が漸増するようにしておくと良い。

また、ここに図示している例では、車両の前後方向に配置されたマフラ２の後端から車両後方にテールパイプ１が張り出し、そこから車幅方向外側へ屈曲して助走部５が形成され、該助走部５の直後で再び車両後方に屈曲して出口３が開口されるようにした例を示しているが、前記助走部５の曲がり方向は前後左右上下の何れの方向であっても良く、前記助走部５の上流側が図示例のように曲げられていなくても良いことは勿論である。

而して、このようにすれば、特に図３に示す如く、テールパイプ１の出口３の手前で助走部５により直線状に導かれて直進する排気ガス４の流れが屈曲部６にて急激に向きを変えられ、これにより前記屈曲部６における曲がり方向内側で排気ガス４の流れが流路壁面から剥離して圧力降下が起こり、ここに負圧領域Ａが形成されて該負圧領域Ａ寄りの前記テールパイプ１の出口３から外気７が吸引される結果、該テールパイプ１の出口３から排出される排気ガス４の温度が常温の外気７との混合により大幅に下げられる。

従って、上記形態例によれば、テールパイプ１の出口３の手前に助走部５と屈曲部６とを形成し且つ前記出口３を拡幅するだけの非常に簡易な構造変更により、前記テールパイプ１の出口３から排出される排気ガス４を効果的に温度低下させることができ、しかも、従来の排気用熱ガードの如き付属物を装備することなくシンプルな構造を維持することができてコストの高騰や美観の悪化を未然に回避することができる。

図４は本発明の別の形態例を示すもので、本形態例においては、屈曲部６の曲がり方向内側に、外気７を取り込む穴８を開口部として形成した場合を示しており、このようにした場合には、排気ガス４の流れが流路壁面から剥離して圧力降下が最も顕著に起こる部位に形成した穴８を通し外気７を効果的にテールパイプ１内に吸引することができ、これによりテールパイプ１の出口３より少し上流から外気７の混合を開始させることができるので、前記テールパイプ１の出口３から排出される排気ガス４をより確実に温度低下させることができる。

また、図５は本発明の更に別の形態例を示すもので、図４における穴８を開口部とすることに替えて、スリット９を開口部として形成した場合を示しており、このように開口部がスリット９により形成されていても、図４の例の場合と同様に、スリット９を通し外気７を効果的にテールパイプ１内に吸引することができ、これによりテールパイプ１の出口３より少し上流から外気７の混合を開始させることができるので、前記テールパイプ１の出口３から排出される排気ガス４をより確実に温度低下させることができる。

尚、本発明のテールパイプ構造は、上述の形態例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

１ テールパイプ
３ 出口
４ 排気ガス
５ 助走部
６ 屈曲部
７ 外気
８ 穴（開口部）
９ スリット（開口部）
ｘ 直径

Claims (4)

1. テールパイプの出口の手前に、排気ガスを直線状に導く助走部と、該助走部の直後で屈曲して前記テールパイプの出口を前記助走部の軸心方向と直交する向きに開口せしめる屈曲部とを備え、前記テールパイプの出口を前記助走部の軸心方向に向け該助走部の直径より長く拡張したことを特徴とするテールパイプ構造。
2. 前記屈曲部の曲がり方向内側に、外気を取り込む開口部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のテールパイプ構造。
3. 前記開口部が穴により形成されていることを特徴とする請求項２に記載のテールパイプ構造。
4. 前記開口部がスリットにより形成されていることを特徴とする請求項２に記載のテールパイプ構造。

Images